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杠杆
第十二章 · 简单机械 · 第1节
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L21CH12·§1

杠杆LEVER

✓ 交互模拟 3个实验 杠杆原理 · 五要素 · 平衡条件
探究杠杆的平衡条件 O (支点) F₂ F₁ l₁ l₂ 调整力和力臂,观察平衡条件 F₁×l₁ = F₂×l₂ ? 调整参数
杠杆平衡条件
3N
65cm
5N
39cm
F₁ × l₁—
F₂ × l₂—
调整参数查看平衡状态
1
杠杆
一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是一个杠杆(lever)。
杠杆五要素
2
杠杆的平衡条件
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂,即 F₁×l₁ = F₂×l₂

当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。通过实验可以探究杠杆平衡时各力与力臂之间的关系。

结论 阿基米德杠杆原理
实验结果表明,要使杠杆平衡,需要满足:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂,即 F₁·l₁ = F₂·l₂。这就是阿基米德发现的杠杆原理。
例题 测量大象的质量
动物园老师用12m槽钢作为杠杆,吊钩固定在槽钢中点O。水平静止时弹簧测力计示数F₁=200N,l₁=6m,l₂=4cm=0.04m。
根据F₁l₁=F₂l₂:
F₂=200×6/0.04=3×10⁴ N
大象质量 m=F₂/g=3×10⁴/10=3×10³ kg=3t
三种杠杆类型对比 等臂杠杆(天平) F₂ F₁ l₁ = l₂, F₁ = F₂ 省力杠杆(撬棒) F₂ F₁ l₁ l₂ l₁ > l₂, F₁ < F₂ (省力费距离) 费力杠杆(船桨) F₂ F₁ l₁ l₂ l₁ < l₂, F₁ > F₂ (费力省距离) 杠杆分类总结 省力杠杆:省力费距离(撬棒、独轮车、羊角锤) 费力杠杆:费力省距离(船桨、镊子、筷子) 等臂杠杆:不省力不费力(天平、定滑轮)
生活中的杠杆
省力杠杆撬棒、独轮车、羊角锤、手推车
费力杠杆船桨、镊子、筷子、钓鱼竿
等臂杠杆天平、定滑轮
3
生活中的杠杆
省力杠杆省力费距离;费力杠杆费力省距离;等臂杠杆不省力不费力。
省力杠杆 动力臂 > 阻力臂
撬棒的动力臂比阻力臂长,用很小的力就能撬动很重的石头。虽然省力,但动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离大,省了力却费了距离。
费力杠杆 动力臂 < 阻力臂
赛艇的船桨:轴是支点,手加的动力比水对桨的阻力大(费力),但手只要移动较小的距离就能使桨在水中移动较大的距离。费力但省了距离。
科学世界 我国古代的杠杆
桔槔:古代取水工具,用杠杆原理,一端绑大石块,另一端系绳和水桶,减轻取水劳动强度。
踏碓:古代舂米工具,用脚踩踏木杠一端,另一端石头起落舂米。
水碓:利用水力驱动的舂米工具,水轮转动带动碓杆相继舂米。
Q
随堂测验
检验你对杠杆的理解
1. 杠杆的平衡条件是?
正确!杠杆平衡条件:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂,即 F₁l₁ = F₂l₂。
不对~ 杠杆平衡条件是 F₁×l₁ = F₂×l₂,力和力臂的乘积相等。
2. 下列属于省力杠杆的是?
正确!撬棒的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。船桨和筷子是费力杠杆,天平是等臂杠杆。
不对~ 撇棒的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。船桨和筷子是费力杠杆。
3. 用弹簧测力计和杠杆测大象质量时,应使什么关系?
正确!测很重的物体时,应使弹簧测力计的力臂远大于被测物体的力臂,这样用很小的力就能平衡很大的力。
不对~ 测重物时,弹簧测力计力臂要远大于被测物力臂,才能用小力测大力。
4. 费力杠杆的特点是?
正确!费力杠杆动力臂小于阻力臂,费力但省距离,如船桨、镊子。
不对~ 费力杠杆是动力臂小于阻力臂,费力但省距离。
🔬实验 📖知识 📝测练 🚨红线 📋总结
!
🚨判零分 ×3条红线
本节 3 条 高频判零分点,阅卷组红线:错一处 = 整题零分。
判零分 × 3 条红线REDLINES · ZERO SCORE TRIGGERS
  1. 力臂画错 → 零分;正确:力臂 = 支点向力作用线作垂线,垂足到支点的距离
  2. 平衡条件记错 → 零分;正确:F₁×l₁ = F₂×l₂(动力乘动力臂 = 阻力乘阻力臂)
  3. 分类判断错 → 零分;比较动力臂l₁与阻力臂l₂:l₁>l₂省力,l₁
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01
课程导入
约1分30秒
▶
02
杠杆的概念
约2分00秒
▶
03
杠杆五要素
约2分00秒
▶
04
杠杆平衡条件
约2分00秒
▶
05
探究实验
约2分00秒
▶
06
三种杠杆分类
约2分00秒
▶
07
生活应用
约2分00秒
▶
08
易错点辨析
约2分00秒
▶
09
本课总结
约1分30秒
▶
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📋本课总结 · 1 页精华卡
核心考点 · 公式 · 判零分点 · 一页带走
✅ 一句话速记
F₁ × l₁ = F₂ × l₂
核心公式F₁×l₁ = F₂×l₂(动力×动力臂 = 阻力×阻力臂)
杠杆五要素支点O · 动力F₁ · 阻力F₂ · 动力臂l₁ · 阻力臂l₂
三种分类省力(l₁>l₂):撬棒·独轮车 / 费力(l₁
⛔ 判零分力臂画错 / 公式记错 / 分类判断错 → 任一条 = 零分
⭐ 中考频率★★★★☆ 高频
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